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初中化学人教版九年级下册实验活动 4 金属的物理性质和某些化学性质教学设计
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这是一份初中化学人教版九年级下册实验活动 4 金属的物理性质和某些化学性质教学设计，共15页。教案主要包含了学生回答，预设流程，注意事项，问题与交流，基础巩固，能力提升，拓展探究，答案与解析等内容，欢迎下载使用。
导入一:
【展示】 (播放评书)首先出场的选手是钠,只见他刚刚接触氧气,立刻被氧化成了氧化钠.铝兄赶紧催马过来,没几个回合,也被氧化成了氧化铝.老铁也不含糊,立刻冲到阵前,与氧气大战二百回合,没能分出胜负.氧气计上心来,请火来帮忙,白铁立刻变成了黑黑的四氧化三铁.在这紧要关头,只听金大吼一声:“氧气,不要嚣张,咱俩比试比试!”在火的协助下,氧气虽然很厉害,但金仍然面不改色.由此,得出了“真金不怕火炼”这句话.
钠、铁、铝三种金属遇到氧气,难保其命,而黄金面不改色,如果换成铜,铜的命运如何呢?
导入二:
【展示】 用音乐贺卡自制测导电性笔测实验桌
上金属的导电性.(如图)
教师简述后提问:音乐贺卡自制的测导电性笔是由什么金属材料制成的呢?
交流:铜、铝合金等.
导入三:
【展示】 钢精锅的图片.
一般所说的钢精锅是铝制品.还有的是不锈钢制品.铝片、铁片、铜片的物理性质有哪些不同和相同之处?
【学生回答】 根据已学知识进行回答.
一、金属的物理性质
思路一
[过渡语] (针对导入三)通过学习,同学们已经掌握了金属的一些物理性质,通过实验.可以探究和验证这些物理性质的不同和相同之处.
【预设流程】
(1)将电池、导线、小灯泡、开关连成电路,把铁片接入电路,闭合开关,若观察到小灯泡亮了,则证明金属有导电性.
(2)将长铁片一端用酒精灯加热,手持另一端,若手感觉到热,证明金属有导热性.
(3)手持铁片两端,将铁片中部放在酒精灯上加热变红,两手向外拉铁片,若能把铁片拉长,证明金属有延展性.
【注意事项】
(1)电路接入铁片之前,开关要保持断开状态.
(2)验证导热性时,铁片要足够长,当感觉到热时,立刻停止加热.
(3)验证延展性时,两手要戴隔热手套,注意安全.
思路二
【导语】 (针对导入二)音乐贺卡自制测导电性笔的制作离不开金属材料,根据实验步骤来探究金属的物理性质,在采取相互刻画的方法比较金属的硬度过程中注意安全,当音乐声响起来的时候,说明你对物理性质的探究已经成功.
(1)观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽.
(2)采取相互刻画的方法,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度.
(3)请你设计并进行实验,证明金属具有导电性、导热性或延展性.
二、金属的化学性质
[过渡语] 金属的化学性质丰富多彩而又具有规律.百闻不如一见,听过看过不如动手做过,按照实验步骤,体验金属丰富多彩的化学性质,通过实验现象,来归纳金属的化学性质.
思路一
思路二
1.请你设计实验证明金属可以与氧气发生化学反应.
2.请你设计实验证明金属能与稀盐酸(或稀硫酸)发生化学反应,并有氢气生成,而有些金属不能与稀盐酸(或稀硫酸)发生化学反应.
3.请你设计并进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性强弱.
[设计意图] 对于比较铁、铜、银的金属活动性,教师在学生活动时关注各小组的设计方案,尽可能把学生设计的各种方案(视时间而定数量)通过学生汇报出来.再由学生之间进行互相评价.
【问题与交流】 铁是银白色金属.在上述实验中,你观察到的铁片和铁粉是什么颜色的?你有什么问题?查阅资料,与同学交流.
可观察到铁片呈银白色,而铁粉是黑色的.为什么铁片与铁粉的颜色不同呢?提示:主要有两方面原因:(1)二者对光的吸收与反射会因二者的形态等因素的不同而不同.(2)铁粉在空气中更容易被氧化,氧化的程度不一样,导致二者对光的吸收与反射不一样.
1.金属的物理性质
2.金属的化学性质
3.金属活动性强弱的比较
1.(中考)将红色的铜丝放在酒精灯火焰的外焰上加热,铜丝表面变为黑色,下列说法错误的是( )
A.红色铜丝表面变黑,是因为生成了氧化铜
B.红色铜丝表面变黑,是因为铜发生了还原反应
C.立即把变黑的铜丝插入稀硫酸中,溶液会出现蓝色
D.立即把变黑的铜丝插入酒精中,铜丝变回红色
解析:铜得到了氧,发生的是氧化反应,B错误.故选B.
2.(中考)下列实验现象的描述正确的是( )
A.将光亮的铜丝插入稀盐酸中,有气泡产生
B.硫在空气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成无色无味的气体
C.将人体呼出的气体导入紫色石蕊试液中,试液变成红色
D.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
解析:A.铜丝不会与酸反应生成氢气,故A错误;B.硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,故B错误;C.人体呼出的气体中含有二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变成红色,故C正确;D.铁丝在空气中不能燃烧,加热只能出现红热现象,故D错误.故选C.
3.为了验证镁、铜两种金属活动性强弱,某同学设计了如图所示的实验,为了达到实验目的,溶液应该选择( )
A.稀硫酸B.硫酸钠溶液
C.氯化钠溶液D.植物油
解析:镁可以和稀硫酸反应生成氢气,而铜不能和稀硫酸反应,所以可以观察到明显不同的现象,根据这一现象可以区分开镁和铜的活动性的差异;镁和铜都不能与硫酸钠反应;钠的活动性比镁和铜都强,所以镁、铜都不能与氯化钠反应;植物油不能和镁反应,也不能和铜反应,所以没有明显的现象差异.故选A.
4.(中考)金属材料与人类的生产和生活密切相关.请回答:
(1)下列用品中,主要利用金属导电性的是 (填字母).
A.铂金饰品B.铁锅
C.铝导线
(2)为了验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中可行的是 (填序号).
①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中
②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中
③将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中
④将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中
(3)在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液.①滤液中一定含有的溶质是 (填化学式);②向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是 (填化学式).
解析:(1)在常见的金属材料用品中,铝导线主要利用金属的导电性;(2)①铝与硫酸铜反应,可验证铝的活动性比铜强;银与硫酸铜不反应,可知银的活动性比铜弱,可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故①是可行的方案.②银与硫酸铝、硫酸铜都不反应,可验证铝、铜的活动性比银强,但不能验证铝、铜的活动性,即不可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故②是不可行的方案.③铜、银与硫酸铝都不反应,可验证铝的活动性比铜、银强,但不能验证铜、银的活动性,即不可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故③是不可行的方案.④铜与硫酸铝不反应,可知铜的活动性比铝弱;铜与硝酸银反应,可验证铜的活动性比银强,可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故④是可行的方案.(3)在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液.①由于镁的活动性强于铜、铁,能与氯化铜和氯化亚铁反应,则滤液中一定含有的溶质是MgCl2,不能确定氯化铜和氯化亚铁的存在;②若向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是Fe,还有置换出的Cu,不能确定是否存在Mg.故答案为:
(1)C (2)①④ (3)①MgCl2 ②Fe、Cu
实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质
1.金属的物理性质
2.金属的化学性质
(1)金属与氧气的反应
实验现象:铜片表面变黑.
实验结论:铜能与氧气反应.
(2)金属与酸的反应
实验现象:放镁条、铝片、锌粒、铁片的试管中加入盐酸(或稀硫酸)有气体生成,生成的气体能燃烧;放铜片的试管中加入盐酸(或稀硫酸)没有气体生成.
实验结论:金属镁、铝、锌、铁能与盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜与盐酸或稀硫酸不反应.
(3)比较铁、铜、银的金属活动性强弱
课后作业
【基础巩固】
1.将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中,下列试剂能迅速比较出铁、铜的金属活动性强弱的是( )
A.蒸馏水B.稀硫酸
C.硫酸钠溶液D.氢氧化钠溶液
2.(中考)向AgNO3溶液中加入一定质量Fe和Al的混合粉末,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液.下列说法正确的是( )
A.滤液中一定含有Al3+、Ag+
B.滤液中一定含有Fe2+、Ag+
C.滤渣中一定含有Fe
D.滤渣中一定含有Ag
3.(中考)取等质量的甲、乙、丙三种金属,分别投入相同浓度的盐酸中,只有甲有气泡产生;再取一小块乙投入丙的硝酸盐溶液中,乙的表面没有丙析出.则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是( )
A.甲>乙>丙B.甲>丙>乙
C.丙>乙>甲D.乙>丙>甲
4.(中考)用实验探究Al和Cu的金属活动性强弱.若提供的试剂只有:CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀盐酸.对此下列说法正确的是( )
A.最多只能设计一种实验方案
B.CuCl2溶液是不可或缺的试剂
C.选用两种合适的试剂即可达到实验目的
D.AlCl3溶液中加入Cu不能探究金属活动性强弱
5.(中考)根据下列实验示意图,回答问题.
图中铜片与黄铜片相互刻画,铜片表面留下明显划痕,说明铜片比黄铜片的硬度 (填“大”或“小”)
【能力提升】
6.(中考)用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验.
实验1:取第一块铝片,放入稀硫酸中,有明显的现象
实验2:取第二块铝片,放入硫酸铜溶液中,铝片表面有红色物质析出
实验3:取第三块铝片,放入浓硫酸中,无明显的现象
实验4:将实验3中的铝片取出,洗净后放入硫酸铜溶液中,没有明显的现象
下列说法不正确的是( )
A.在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生
B.由实验2可以得出金属铝比铜活泼
C.铝片与浓硫酸不能发生化学反应
D.浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
7.化学实验是学习化学的重要方法.请完成下列金属性质的实验.
(1)实验一:比较铁、铜的金属活动性强弱.请你设计实验完成下表内容.
(2)实验二:镁、锌、铁三种金属与酸的反应.
[实验]取一定量的镁、锌、铁三种金属分别加入到溶质质量分数相同的稀硫酸中,充分反应,观察现象.
[结论]活泼金属能与酸反应.
[分析]①三个反应的共同特点是 ,写出其中一个反应的化学方程式: .
②若完全反应后,三个反应生成氢气的质量相等,原因是 .
【拓展探究】
8.(中考)在学习金属的性质时,老师拿来了三种外观酷似金、银、铜的样品,同学们对样品进行以下探究:
①用锤子砸“金”,样品粉碎;
②加入稀盐酸:“金”和“铜”没有现象,“银”有大量气泡产生;
③测定密度:“金”4.9g/cm3,“银”7.1g/cm3,“铜”7.5g/cm3.
④查阅几种常见金属的密度,如下表:
(1)根据以上探究,确定“金”是假的理由有哪些?推测“银”可能是什么金属,依据是什么?
(2)已知“铜”只有表面镀了一薄层致密的铜,内部是锌.若不粉碎“铜”,选用稀硫酸和锌粉,测定一定质量“铜”样品中铜的质量,设计实验方案.
【答案与解析】
1.B(解析:A、C、D中的三种物质都不能与铁、铜反应;B中稀硫酸能与铁反应,不和铜反应.故选B.)
2.D(解析:由金属活动性顺序可知,金属活动性Al>Fe>Ag,向AgNO3溶液中加入一定质量的Fe和Al的混合粉末,铝首先与硝酸银溶液反应,铝完全反应后,铁与硝酸银反应.由于滤液为浅绿色,说明铝全部反应,铁也参加了反应.由此可知:滤液中一定含有Fe(NO3)2、Al(NO3)3,可能含有AgNO3,故A、B错误;滤渣中一定含有Ag,可能含有Fe,故C错误、D正确.故选D.)
3.B(解析:取等质量的甲、乙、丙三种金属,分别投入相同浓度的盐酸中,只有甲有气泡产生,说明甲的金属活动性比氢强,乙、丙的金属活动性比氢弱,即甲>乙、丙;再取一小块乙投入丙的硝酸盐溶液中,乙的表面没有丙析出,说明乙的金属活动性比丙弱,即丙>乙.则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是甲>丙>乙.)
4.C(解析:对于Al和Cu的金属活动性强弱的探究,题目提供的试剂有:CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀盐酸.我们可以设计出的方案有:①Al、Cu、稀盐酸.Al可以与稀盐酸反应,得出Al>H;Cu和稀盐酸不反应,得出H>Cu,故Al>Cu.②Al、CuCl2溶液.Al可以置换出CuCl2溶液中的Cu,得出Al>Cu.③Cu、AlCl3溶液.Cu与AlCl3不反应,得出Al>Cu.①③两种方案都没用到CuCl2溶液.选用两种试剂(不是任选的),如我们上面分析的②③情况都能够达到实验目的.AlCl3溶液中加入Cu不能反应,但是能够得出金属活动性强弱.)
5.小(解析:合金比成分金属的硬度大,黄铜是铜锌合金,所以将纯铜片和黄铜片相互刻画,纯铜片上留下明显的划痕,说明黄铜的硬度比纯铜的大.)
6.C(解析:金属活动性顺序中,排在氢前面的金属会与酸反应生成氢气;排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来;浓硫酸具有强氧化性,可以将铝氧化,所以铝可以与浓硫酸反应;浓硫酸有强氧化性,稀硫酸没有.)
7.(1)如下表:
(2)①都是置换反应;Mg+H2SO4MgSO4+H2↑(或Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑或Fe+H2SO4FeSO4+H2↑) ②当三种金属过量,硫酸完全反应时,则生成氢气质量相等;当硫酸过量,三种金属完全反应,且质量比为m(Mg)∶m(Zn)∶m(Fe)=24∶65∶56时,则生成氢气质量相等.(解析:(1)本题考查了利用金属与酸、金属与盐溶液发生的置换反应来探究金属活动性的强弱,难度不大,依据金属活动性顺序的意义结合化学方程式的计算分析即可.实验一,铁的活动性比铜强,能置换出硫酸铜中的铜,因此设计实验如下:
(2)①镁、锌、铁分别与硫酸反应的方程式为:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;反应都是一种单质和一种化合物反应产生新的单质和新的化合物,属于置换反应;②若完全反应后,三个反应生成氢气的质量相等,可能原因是:当三种金属过量,硫酸完全反应时,根据化学方程式可知等质量的硫酸产生等质量的氢气,则生成氢气质量相等;当硫酸过量,三种金属完全反应,且质量比为m(Mg)∶m(Zn)∶m(Fe)=24∶65∶56时,则生成氢气质量相等.)
8.(1)真金延展性好,不易碎;真金密度大.“银”可能是锌,依据是:“银”的密度与锌的密度一致,且锌能与酸反应. (2)将“铜”在空气中反复灼烧,变黑后放入过量的稀硫酸中浸泡,重复以上操作直到表面红色金属全部消失,再向溶液中加入过量的锌粉,过滤,再向滤渣中加入过量稀硫酸,过滤,洗涤,干燥,称重即为铜的质量.(解析:(1)金的密度是19.3g/cm3,而所测“金”的密度是4.9g/cm3,故是假金;据所测“银”的密度为7.1g/cm3,加入稀盐酸,“银”有大量气泡产生,锌的密度是7.1g/cm3,锌能与酸反应产生氢气,可推测“银”可能是锌;(2)将“铜”在空气中反复灼烧后会生成氧化铜,加入过量的稀硫酸,将氧化铜和锌溶解,生成硫酸铜和硫酸锌,再加入过量的锌粉过滤,此时的滤渣为铜和锌的混合物,再向滤渣中加入过量稀硫酸,过滤,洗涤,干燥,称重,即得铜的质量.)
重视教学情境的创设,拟人化的故事讲述,使金属与氧气反应平添了几分趣味.
把探究知识的自主性留给学生,为学生提供主动探索的空间,在知识的形成和发展过程中,激发学生的求知欲望,让学生通过实验来验证,用实践来解决问题,培养他们解决问题的能力.
教师演示与学生实验相结合,重视引导,组织学生对实验进行讨论、设计、探究、评价.
学生实验前,对一些基本的操作不够规范,说明学生的基本实验能力还有待加强,教学中需注意强化.
1.“金属的物理性质和某些化学性质”实验
分组探究1——金属的物理性质:
1.观察金属的颜色和光泽
2.通过黄铜片和铜片的互相刻画,比较硬度. 的硬度更大.
3.用铁丝和钢丝各自弯成铁元素符号, (填“容易”或“难”)弯曲.
4.用自制测导电性笔测定金属导电性.音乐贺卡响的金属有 .
通过上述实验归纳出你所获得的信息.
分组探究2──金属的化学性质:
1.用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热.现象: ,反应的化学方程式: .
2.向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,然后分别加入5mL稀盐酸.现象: .
产生的气体是 ,检验方法是 .
3.比较铁、铜、银的金属活动性.
其他组的方案: ; .
实验指导:
1.用砂纸打磨铝片和铜片,观察金属的颜色,记录.
2.用打磨后的铝片和铜片相互刻画,记录.刻画过程中一定要注意安全,不要划伤手指.
3.用坩埚钳夹持打磨过的铜片在酒精灯火焰上加热,观察铜片表面的变化后,熄灭酒精灯.
4.取一支试管,用镊子夹取铝片放在试管口,将试管横放,慢慢竖起试管,让铝片滑落至试管底部.
5.采取倾倒法,从细口瓶中向试管中加入约2~3毫升稀盐酸,约为试管2厘米高度.观察现象.写出化学反应方程式.倾倒细口瓶中的稀盐酸时,取下瓶塞倒放在桌面上,药品标签朝向手心,注意细口瓶口要紧挨着试管口倾倒,最后在试管口轻靠一下.用完试剂瓶后放回原位,标签对着自己.
6.反应约半分钟后,将试管中的废液倒入废液缸,用镊子取出残余的铝片,冲洗干净,擦干,回收.试管刷洗干净后,倒扣在试管架上.镊子使用前后用纸擦拭.
7.比较铁与铜的金属活动性强弱时,取用约2毫升硫酸铜溶液,用胶头滴管滴加,不用量筒,满满2滴管约为2毫升.本实验中在拿取胶头滴管的过程中一定不能倾斜,不能倒置;胶头滴管一定要在试管口的正上方竖直悬空,不能插入也不能接触内壁.打磨铁钉(或铁丝),用镊子夹取铁钉,轻放到试管口,慢慢竖直试管让铁钉滑落到试管底,观察现象.反应后回收硫酸铜,把硫酸铜倒入指定的容器中,用镊子取出铁钉轻放到表面皿上.
8.填写完成实验报告.
9.反应完毕,检查回收固体药品,回收硫酸铜溶液,处理液体废弃物,洗涤试管并将其倒放在试管架上,桌子擦干净,摆放整齐(试剂瓶的标签对着自己),放好凳子.
2.有色金属
有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属.中国在1958年将铁、铬、锰列入黑色金属,并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属.这64种有色金属包括:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍.
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能.常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等.
由于稀有金属在现代工业中具有重要意义,有时也将它们从有色金属中划分出来,单独成为一类.而与黑色金属、有色金属并列,成为金属的三大类别.
有色金属是国民经济发展的基础材料,航空、航
天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础.随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进,有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要.它不仅是世界上重要的战略物资,重要的生产资料,而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料.
有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一.现代有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料.
实际应用中,通常将有色金属分为5类:
轻金属:密度小于4500千克/立方米(0.53~4.5g/cm3),如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等.
重金属:密度大于4500千克/立方米(4.5g/cm3),如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等.
贵金属:价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,化学性质稳定,如金、银及铂族金属.
有色金属半金属:性质介于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等.
稀有金属:包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等;
稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等;稀有分散金属,如镓、铟、锗等;稀土金属,如钪、钇、镧系金属;放射性金属,如镭、钫、钋及锕系元素中的铀、钍等.
实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应.
2.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题.
3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题.
1.巩固和加深对金属性质的认识.能对方案进行对比评价,选择操作性强、现象明显的方案进行操作.
2.通过实验活动,培养实验设计能力.
通过实验活动,提高学生学习化学的积极性.
【重点】
巩固和加深对金属性质的认识;培养实验设计能力.
【难点】
设计并进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性强弱.
【教师准备】 试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、镊子、胶头滴管(配小烧杯)、250mL烧杯(贴标签:硫酸铜溶液回收)、表面皿(贴标签:回收金属)、火柴、砂纸、废液缸等.
铝片和铜片(金属片的规格为1.5cm长、1cm宽)、铁钉(或铁丝)、稀盐酸、硫酸铜溶液.
【学生准备】 分组实验[试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、电池、小灯泡、火柴.镁条、锌粒、铝片、铁片、铁粉、铜片、黄铜片(或白铜片)、稀盐酸、稀硫酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液.]
过程和步骤
实验现象
结论或解释
导语:金属在工业上分为有色金属和无色金属,其实金属都是有颜色的.按照实验的步骤,仔细观察金属的颜色和硬度有哪些特点:(1)观察并描述用砂纸打磨过的镁条、铝片、铁片、铜片的颜色和光泽.
镁、铝、铁均为有金属光泽的银白色固体,铜为有金属光泽的紫红色固体.
金属具有金属光泽,镁、铝、铁等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色.
(2)用相互刻画的方法,比较铜片和铝片的硬度.
用相互刻画的方法,比较铜片和黄铜片(或白铜片)的硬度.
铝片表面有划痕;铜片表面有划痕.
铝的硬度比铜小;铜的硬度比黄铜(或白铜)小.合金的硬度与组成它的纯金属不同.
(3)按下图分别换用不同金属片连接电路,关闭开关.
电路中灯泡亮.
金属具有导电性.
实验步骤
实验现象
实验结论
观察镁、铝、铁、铜的颜色和光泽
镁、铝、铁是银白色的,铜是紫红色的
金属都有金属光泽,大多数是银白色的
铜片
铝片
铜片
黄铜片
硬度
铜片>铝片
黄铜片>铜片
步骤和方法(文字或图示均可)
现象
结论或解释
用音乐贺卡自制测导电性笔测实验桌上金属的导电性.(如图)
有音乐声
铜丝有导电性
过程和步骤
实验现象
结论或解释
导语:(针对导入一)“真金不怕火炼”,铜的命运如何,实验探究见分晓.
(1)用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热,观察铜片表面的变化.
紫红色的铜片变黑.
铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜.
(2)A组同学在5支试管里分别放入两小块铜、铁、锌、镁、铝,再分别加入约5mL稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度.如果有气体生成,判断反应后生成了什么气体?(用燃着的小木条放在试管口检验).
B组用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象.
镁、铝、锌、铁可与稀盐酸(或稀硫酸)反应产生气泡,其中镁的反应最为剧烈,铝次之,锌反应速率适中,铁最慢.铜不与稀盐酸(或稀硫酸)发生反应,不产生气泡.
将燃着的小木条放在试管口,听到爆鸣声.
金属镁、铝、锌、铁可以与稀盐酸(或稀硫酸)反应置换出氢气,金属活动性强.铜不能与酸反应置换出氢气,活动性在此五种金属中最弱.
(3)取2支试管,各放入一小块铜片,然后分别加入少量的硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,观察现象.
加入硫酸亚铁溶液的铜片无变化,加入硝酸银溶液的铜片表面产生银白色物质,溶液由无色变为蓝色.
铁的金属活动性强于铜,铜的金属活动性强于银.
步骤和方法(文字或图示均可)
现象
结论或解释
观察铜片表面的变化.
紫红色的铜片变黑.
铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜.
步骤和方法(文字或图示均可)
现象
结论或解释
向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,分别加入相同浓度且相同量的稀盐酸(或稀硫酸),观察现象.如果有气体生成,判断生成的气体是什么?
镁条、铝片、锌粒、铁片可与稀盐酸(或稀硫酸)反应产生气泡,其中镁的反应最为剧烈,铝次之,锌反应速率适中,铁最慢.铜片不与稀盐酸(或稀硫酸)发生反应,不产生气泡.将产生的气体点燃后能听到爆鸣声.
镁、铝、锌、铁都能与酸反应生成氢气.铜不能与稀盐酸和稀硫酸反应.
实验步骤
现象
结论
将铁片放入硫酸铜的溶液中
铁片表面析出一层紫红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
铁的活动性比铜强
将铜片放入硝酸银的溶液中
铜片表面析出一层银白色固体,溶液由无色变为蓝色
铜的活动性比银强,三种金属的活动性顺序为铁>铜>银
铁
铜
镁
铝
颜色
银白色
紫红色
银白色
银白色
铜片
铝片
铜片
黄铜片
硬度
铜比铝硬
黄铜比铜硬
结论
合金与组分金属的物理性质不同,一般合金的硬度大于其组分金属的硬度
与氧气的反应
与盐酸的反应
与稀硫酸的反应
Mg
2Mg+O22MgO
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
Al
4Al+3O22Al2O3
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑
Zn
2Zn+O22ZnO
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe
3Fe+2O2Fe3O4
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
Cu
2Cu+O22CuO
不反应
不反应
现象
方程式
铜与硝酸银溶液
出现银白色固体,溶液变蓝色
Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
铁与硫酸铜溶液
出现紫红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
金属材料
镁
铝
铁
铜
颜色
银白
银白
银白
紫红
金属材料
铜片
铝片
铜片
黄铜片
硬度
铜片>铝片
黄铜片>铜片
实验步骤
实验现象
结论
金属活动性:Fe>Cu
金属
金
银
铜
铁
锌
密度(g/cm3)
19.3
10.5
8.9
7.9
7.1
实验步骤
实验现象
实验结论
向硫酸铜溶液中投入铁钉
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
实验步骤
实验现象
实验结论
向硫酸铜溶液中投入铁钉
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
镁条
铝片
铁片
铁粉
铜片
颜色
光泽
实验步骤(文字或图示均可)
现象
结论
导入一:
【展示】 (播放评书)首先出场的选手是钠,只见他刚刚接触氧气,立刻被氧化成了氧化钠.铝兄赶紧催马过来,没几个回合,也被氧化成了氧化铝.老铁也不含糊,立刻冲到阵前,与氧气大战二百回合,没能分出胜负.氧气计上心来,请火来帮忙,白铁立刻变成了黑黑的四氧化三铁.在这紧要关头,只听金大吼一声:“氧气,不要嚣张,咱俩比试比试!”在火的协助下,氧气虽然很厉害,但金仍然面不改色.由此,得出了“真金不怕火炼”这句话.
钠、铁、铝三种金属遇到氧气,难保其命,而黄金面不改色,如果换成铜,铜的命运如何呢?
导入二:
【展示】 用音乐贺卡自制测导电性笔测实验桌
上金属的导电性.(如图)
教师简述后提问:音乐贺卡自制的测导电性笔是由什么金属材料制成的呢?
交流:铜、铝合金等.
导入三:
【展示】 钢精锅的图片.
一般所说的钢精锅是铝制品.还有的是不锈钢制品.铝片、铁片、铜片的物理性质有哪些不同和相同之处?
【学生回答】 根据已学知识进行回答.
一、金属的物理性质
思路一
[过渡语] (针对导入三)通过学习,同学们已经掌握了金属的一些物理性质,通过实验.可以探究和验证这些物理性质的不同和相同之处.
【预设流程】
(1)将电池、导线、小灯泡、开关连成电路,把铁片接入电路,闭合开关,若观察到小灯泡亮了,则证明金属有导电性.
(2)将长铁片一端用酒精灯加热,手持另一端,若手感觉到热,证明金属有导热性.
(3)手持铁片两端,将铁片中部放在酒精灯上加热变红,两手向外拉铁片,若能把铁片拉长,证明金属有延展性.
【注意事项】
(1)电路接入铁片之前,开关要保持断开状态.
(2)验证导热性时,铁片要足够长,当感觉到热时,立刻停止加热.
(3)验证延展性时,两手要戴隔热手套,注意安全.
思路二
【导语】 (针对导入二)音乐贺卡自制测导电性笔的制作离不开金属材料,根据实验步骤来探究金属的物理性质,在采取相互刻画的方法比较金属的硬度过程中注意安全,当音乐声响起来的时候,说明你对物理性质的探究已经成功.
(1)观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽.
(2)采取相互刻画的方法,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度.
(3)请你设计并进行实验,证明金属具有导电性、导热性或延展性.
二、金属的化学性质
[过渡语] 金属的化学性质丰富多彩而又具有规律.百闻不如一见,听过看过不如动手做过,按照实验步骤,体验金属丰富多彩的化学性质,通过实验现象,来归纳金属的化学性质.
思路一
思路二
1.请你设计实验证明金属可以与氧气发生化学反应.
2.请你设计实验证明金属能与稀盐酸(或稀硫酸)发生化学反应,并有氢气生成,而有些金属不能与稀盐酸(或稀硫酸)发生化学反应.
3.请你设计并进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性强弱.
[设计意图] 对于比较铁、铜、银的金属活动性,教师在学生活动时关注各小组的设计方案,尽可能把学生设计的各种方案(视时间而定数量)通过学生汇报出来.再由学生之间进行互相评价.
【问题与交流】 铁是银白色金属.在上述实验中,你观察到的铁片和铁粉是什么颜色的?你有什么问题?查阅资料,与同学交流.
可观察到铁片呈银白色,而铁粉是黑色的.为什么铁片与铁粉的颜色不同呢?提示:主要有两方面原因:(1)二者对光的吸收与反射会因二者的形态等因素的不同而不同.(2)铁粉在空气中更容易被氧化,氧化的程度不一样,导致二者对光的吸收与反射不一样.
1.金属的物理性质
2.金属的化学性质
3.金属活动性强弱的比较
1.(中考)将红色的铜丝放在酒精灯火焰的外焰上加热,铜丝表面变为黑色,下列说法错误的是( )
A.红色铜丝表面变黑,是因为生成了氧化铜
B.红色铜丝表面变黑,是因为铜发生了还原反应
C.立即把变黑的铜丝插入稀硫酸中,溶液会出现蓝色
D.立即把变黑的铜丝插入酒精中,铜丝变回红色
解析:铜得到了氧,发生的是氧化反应,B错误.故选B.
2.(中考)下列实验现象的描述正确的是( )
A.将光亮的铜丝插入稀盐酸中,有气泡产生
B.硫在空气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成无色无味的气体
C.将人体呼出的气体导入紫色石蕊试液中,试液变成红色
D.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
解析:A.铜丝不会与酸反应生成氢气,故A错误;B.硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,故B错误;C.人体呼出的气体中含有二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变成红色,故C正确;D.铁丝在空气中不能燃烧,加热只能出现红热现象,故D错误.故选C.
3.为了验证镁、铜两种金属活动性强弱,某同学设计了如图所示的实验,为了达到实验目的,溶液应该选择( )
A.稀硫酸B.硫酸钠溶液
C.氯化钠溶液D.植物油
解析:镁可以和稀硫酸反应生成氢气,而铜不能和稀硫酸反应,所以可以观察到明显不同的现象,根据这一现象可以区分开镁和铜的活动性的差异;镁和铜都不能与硫酸钠反应;钠的活动性比镁和铜都强,所以镁、铜都不能与氯化钠反应;植物油不能和镁反应,也不能和铜反应,所以没有明显的现象差异.故选A.
4.(中考)金属材料与人类的生产和生活密切相关.请回答:
(1)下列用品中,主要利用金属导电性的是 (填字母).
A.铂金饰品B.铁锅
C.铝导线
(2)为了验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中可行的是 (填序号).
①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中
②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中
③将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中
④将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中
(3)在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液.①滤液中一定含有的溶质是 (填化学式);②向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是 (填化学式).
解析:(1)在常见的金属材料用品中,铝导线主要利用金属的导电性;(2)①铝与硫酸铜反应,可验证铝的活动性比铜强;银与硫酸铜不反应,可知银的活动性比铜弱,可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故①是可行的方案.②银与硫酸铝、硫酸铜都不反应,可验证铝、铜的活动性比银强,但不能验证铝、铜的活动性,即不可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故②是不可行的方案.③铜、银与硫酸铝都不反应,可验证铝的活动性比铜、银强,但不能验证铜、银的活动性,即不可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故③是不可行的方案.④铜与硫酸铝不反应,可知铜的活动性比铝弱;铜与硝酸银反应,可验证铜的活动性比银强,可验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故④是可行的方案.(3)在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液.①由于镁的活动性强于铜、铁,能与氯化铜和氯化亚铁反应,则滤液中一定含有的溶质是MgCl2,不能确定氯化铜和氯化亚铁的存在;②若向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是Fe,还有置换出的Cu,不能确定是否存在Mg.故答案为:
(1)C (2)①④ (3)①MgCl2 ②Fe、Cu
实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质
1.金属的物理性质
2.金属的化学性质
(1)金属与氧气的反应
实验现象:铜片表面变黑.
实验结论:铜能与氧气反应.
(2)金属与酸的反应
实验现象:放镁条、铝片、锌粒、铁片的试管中加入盐酸(或稀硫酸)有气体生成,生成的气体能燃烧;放铜片的试管中加入盐酸(或稀硫酸)没有气体生成.
实验结论:金属镁、铝、锌、铁能与盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜与盐酸或稀硫酸不反应.
(3)比较铁、铜、银的金属活动性强弱
课后作业
【基础巩固】
1.将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中,下列试剂能迅速比较出铁、铜的金属活动性强弱的是( )
A.蒸馏水B.稀硫酸
C.硫酸钠溶液D.氢氧化钠溶液
2.(中考)向AgNO3溶液中加入一定质量Fe和Al的混合粉末,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液.下列说法正确的是( )
A.滤液中一定含有Al3+、Ag+
B.滤液中一定含有Fe2+、Ag+
C.滤渣中一定含有Fe
D.滤渣中一定含有Ag
3.(中考)取等质量的甲、乙、丙三种金属,分别投入相同浓度的盐酸中,只有甲有气泡产生;再取一小块乙投入丙的硝酸盐溶液中,乙的表面没有丙析出.则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是( )
A.甲>乙>丙B.甲>丙>乙
C.丙>乙>甲D.乙>丙>甲
4.(中考)用实验探究Al和Cu的金属活动性强弱.若提供的试剂只有:CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀盐酸.对此下列说法正确的是( )
A.最多只能设计一种实验方案
B.CuCl2溶液是不可或缺的试剂
C.选用两种合适的试剂即可达到实验目的
D.AlCl3溶液中加入Cu不能探究金属活动性强弱
5.(中考)根据下列实验示意图,回答问题.
图中铜片与黄铜片相互刻画,铜片表面留下明显划痕,说明铜片比黄铜片的硬度 (填“大”或“小”)
【能力提升】
6.(中考)用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验.
实验1:取第一块铝片,放入稀硫酸中,有明显的现象
实验2:取第二块铝片,放入硫酸铜溶液中,铝片表面有红色物质析出
实验3:取第三块铝片,放入浓硫酸中,无明显的现象
实验4:将实验3中的铝片取出,洗净后放入硫酸铜溶液中,没有明显的现象
下列说法不正确的是( )
A.在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生
B.由实验2可以得出金属铝比铜活泼
C.铝片与浓硫酸不能发生化学反应
D.浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
7.化学实验是学习化学的重要方法.请完成下列金属性质的实验.
(1)实验一:比较铁、铜的金属活动性强弱.请你设计实验完成下表内容.
(2)实验二:镁、锌、铁三种金属与酸的反应.
[实验]取一定量的镁、锌、铁三种金属分别加入到溶质质量分数相同的稀硫酸中,充分反应,观察现象.
[结论]活泼金属能与酸反应.
[分析]①三个反应的共同特点是 ,写出其中一个反应的化学方程式: .
②若完全反应后,三个反应生成氢气的质量相等,原因是 .
【拓展探究】
8.(中考)在学习金属的性质时,老师拿来了三种外观酷似金、银、铜的样品,同学们对样品进行以下探究:
①用锤子砸“金”,样品粉碎;
②加入稀盐酸:“金”和“铜”没有现象,“银”有大量气泡产生;
③测定密度:“金”4.9g/cm3,“银”7.1g/cm3,“铜”7.5g/cm3.
④查阅几种常见金属的密度,如下表:
(1)根据以上探究,确定“金”是假的理由有哪些?推测“银”可能是什么金属,依据是什么?
(2)已知“铜”只有表面镀了一薄层致密的铜,内部是锌.若不粉碎“铜”,选用稀硫酸和锌粉,测定一定质量“铜”样品中铜的质量,设计实验方案.
【答案与解析】
1.B(解析:A、C、D中的三种物质都不能与铁、铜反应;B中稀硫酸能与铁反应,不和铜反应.故选B.)
2.D(解析:由金属活动性顺序可知,金属活动性Al>Fe>Ag,向AgNO3溶液中加入一定质量的Fe和Al的混合粉末,铝首先与硝酸银溶液反应,铝完全反应后,铁与硝酸银反应.由于滤液为浅绿色,说明铝全部反应,铁也参加了反应.由此可知:滤液中一定含有Fe(NO3)2、Al(NO3)3,可能含有AgNO3,故A、B错误;滤渣中一定含有Ag,可能含有Fe,故C错误、D正确.故选D.)
3.B(解析:取等质量的甲、乙、丙三种金属,分别投入相同浓度的盐酸中,只有甲有气泡产生,说明甲的金属活动性比氢强,乙、丙的金属活动性比氢弱,即甲>乙、丙;再取一小块乙投入丙的硝酸盐溶液中,乙的表面没有丙析出,说明乙的金属活动性比丙弱,即丙>乙.则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是甲>丙>乙.)
4.C(解析:对于Al和Cu的金属活动性强弱的探究,题目提供的试剂有:CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀盐酸.我们可以设计出的方案有:①Al、Cu、稀盐酸.Al可以与稀盐酸反应,得出Al>H;Cu和稀盐酸不反应,得出H>Cu,故Al>Cu.②Al、CuCl2溶液.Al可以置换出CuCl2溶液中的Cu,得出Al>Cu.③Cu、AlCl3溶液.Cu与AlCl3不反应,得出Al>Cu.①③两种方案都没用到CuCl2溶液.选用两种试剂(不是任选的),如我们上面分析的②③情况都能够达到实验目的.AlCl3溶液中加入Cu不能反应,但是能够得出金属活动性强弱.)
5.小(解析:合金比成分金属的硬度大,黄铜是铜锌合金,所以将纯铜片和黄铜片相互刻画,纯铜片上留下明显的划痕,说明黄铜的硬度比纯铜的大.)
6.C(解析:金属活动性顺序中,排在氢前面的金属会与酸反应生成氢气;排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来;浓硫酸具有强氧化性,可以将铝氧化,所以铝可以与浓硫酸反应;浓硫酸有强氧化性,稀硫酸没有.)
7.(1)如下表:
(2)①都是置换反应;Mg+H2SO4MgSO4+H2↑(或Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑或Fe+H2SO4FeSO4+H2↑) ②当三种金属过量,硫酸完全反应时,则生成氢气质量相等;当硫酸过量,三种金属完全反应,且质量比为m(Mg)∶m(Zn)∶m(Fe)=24∶65∶56时,则生成氢气质量相等.(解析:(1)本题考查了利用金属与酸、金属与盐溶液发生的置换反应来探究金属活动性的强弱,难度不大,依据金属活动性顺序的意义结合化学方程式的计算分析即可.实验一,铁的活动性比铜强,能置换出硫酸铜中的铜,因此设计实验如下:
(2)①镁、锌、铁分别与硫酸反应的方程式为:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;反应都是一种单质和一种化合物反应产生新的单质和新的化合物,属于置换反应;②若完全反应后,三个反应生成氢气的质量相等,可能原因是:当三种金属过量,硫酸完全反应时,根据化学方程式可知等质量的硫酸产生等质量的氢气,则生成氢气质量相等;当硫酸过量,三种金属完全反应,且质量比为m(Mg)∶m(Zn)∶m(Fe)=24∶65∶56时,则生成氢气质量相等.)
8.(1)真金延展性好,不易碎;真金密度大.“银”可能是锌,依据是:“银”的密度与锌的密度一致,且锌能与酸反应. (2)将“铜”在空气中反复灼烧,变黑后放入过量的稀硫酸中浸泡,重复以上操作直到表面红色金属全部消失,再向溶液中加入过量的锌粉,过滤,再向滤渣中加入过量稀硫酸,过滤,洗涤,干燥,称重即为铜的质量.(解析:(1)金的密度是19.3g/cm3,而所测“金”的密度是4.9g/cm3,故是假金;据所测“银”的密度为7.1g/cm3,加入稀盐酸,“银”有大量气泡产生,锌的密度是7.1g/cm3,锌能与酸反应产生氢气,可推测“银”可能是锌;(2)将“铜”在空气中反复灼烧后会生成氧化铜,加入过量的稀硫酸,将氧化铜和锌溶解,生成硫酸铜和硫酸锌,再加入过量的锌粉过滤,此时的滤渣为铜和锌的混合物,再向滤渣中加入过量稀硫酸,过滤,洗涤,干燥,称重,即得铜的质量.)
重视教学情境的创设,拟人化的故事讲述,使金属与氧气反应平添了几分趣味.
把探究知识的自主性留给学生,为学生提供主动探索的空间,在知识的形成和发展过程中,激发学生的求知欲望,让学生通过实验来验证,用实践来解决问题,培养他们解决问题的能力.
教师演示与学生实验相结合,重视引导,组织学生对实验进行讨论、设计、探究、评价.
学生实验前,对一些基本的操作不够规范,说明学生的基本实验能力还有待加强,教学中需注意强化.
1.“金属的物理性质和某些化学性质”实验
分组探究1——金属的物理性质:
1.观察金属的颜色和光泽
2.通过黄铜片和铜片的互相刻画,比较硬度. 的硬度更大.
3.用铁丝和钢丝各自弯成铁元素符号, (填“容易”或“难”)弯曲.
4.用自制测导电性笔测定金属导电性.音乐贺卡响的金属有 .
通过上述实验归纳出你所获得的信息.
分组探究2──金属的化学性质:
1.用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热.现象: ,反应的化学方程式: .
2.向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,然后分别加入5mL稀盐酸.现象: .
产生的气体是 ,检验方法是 .
3.比较铁、铜、银的金属活动性.
其他组的方案: ; .
实验指导:
1.用砂纸打磨铝片和铜片,观察金属的颜色,记录.
2.用打磨后的铝片和铜片相互刻画,记录.刻画过程中一定要注意安全,不要划伤手指.
3.用坩埚钳夹持打磨过的铜片在酒精灯火焰上加热,观察铜片表面的变化后,熄灭酒精灯.
4.取一支试管,用镊子夹取铝片放在试管口,将试管横放,慢慢竖起试管,让铝片滑落至试管底部.
5.采取倾倒法,从细口瓶中向试管中加入约2~3毫升稀盐酸,约为试管2厘米高度.观察现象.写出化学反应方程式.倾倒细口瓶中的稀盐酸时,取下瓶塞倒放在桌面上,药品标签朝向手心,注意细口瓶口要紧挨着试管口倾倒,最后在试管口轻靠一下.用完试剂瓶后放回原位,标签对着自己.
6.反应约半分钟后,将试管中的废液倒入废液缸,用镊子取出残余的铝片,冲洗干净,擦干,回收.试管刷洗干净后,倒扣在试管架上.镊子使用前后用纸擦拭.
7.比较铁与铜的金属活动性强弱时,取用约2毫升硫酸铜溶液,用胶头滴管滴加,不用量筒,满满2滴管约为2毫升.本实验中在拿取胶头滴管的过程中一定不能倾斜,不能倒置;胶头滴管一定要在试管口的正上方竖直悬空,不能插入也不能接触内壁.打磨铁钉(或铁丝),用镊子夹取铁钉,轻放到试管口,慢慢竖直试管让铁钉滑落到试管底,观察现象.反应后回收硫酸铜,把硫酸铜倒入指定的容器中,用镊子取出铁钉轻放到表面皿上.
8.填写完成实验报告.
9.反应完毕,检查回收固体药品,回收硫酸铜溶液,处理液体废弃物,洗涤试管并将其倒放在试管架上,桌子擦干净,摆放整齐(试剂瓶的标签对着自己),放好凳子.
2.有色金属
有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属.中国在1958年将铁、铬、锰列入黑色金属,并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属.这64种有色金属包括:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍.
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能.常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等.
由于稀有金属在现代工业中具有重要意义,有时也将它们从有色金属中划分出来,单独成为一类.而与黑色金属、有色金属并列,成为金属的三大类别.
有色金属是国民经济发展的基础材料,航空、航
天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础.随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进,有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要.它不仅是世界上重要的战略物资,重要的生产资料,而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料.
有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一.现代有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料.
实际应用中,通常将有色金属分为5类:
轻金属:密度小于4500千克/立方米(0.53~4.5g/cm3),如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等.
重金属:密度大于4500千克/立方米(4.5g/cm3),如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等.
贵金属:价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,化学性质稳定,如金、银及铂族金属.
有色金属半金属:性质介于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等.
稀有金属:包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等;
稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等;稀有分散金属,如镓、铟、锗等;稀土金属,如钪、钇、镧系金属;放射性金属,如镭、钫、钋及锕系元素中的铀、钍等.
实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应.
2.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题.
3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题.
1.巩固和加深对金属性质的认识.能对方案进行对比评价,选择操作性强、现象明显的方案进行操作.
2.通过实验活动,培养实验设计能力.
通过实验活动,提高学生学习化学的积极性.
【重点】
巩固和加深对金属性质的认识;培养实验设计能力.
【难点】
设计并进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性强弱.
【教师准备】 试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、镊子、胶头滴管(配小烧杯)、250mL烧杯(贴标签:硫酸铜溶液回收)、表面皿(贴标签:回收金属)、火柴、砂纸、废液缸等.
铝片和铜片(金属片的规格为1.5cm长、1cm宽)、铁钉(或铁丝)、稀盐酸、硫酸铜溶液.
【学生准备】 分组实验[试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、电池、小灯泡、火柴.镁条、锌粒、铝片、铁片、铁粉、铜片、黄铜片(或白铜片)、稀盐酸、稀硫酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液.]
过程和步骤
实验现象
结论或解释
导语:金属在工业上分为有色金属和无色金属,其实金属都是有颜色的.按照实验的步骤,仔细观察金属的颜色和硬度有哪些特点:(1)观察并描述用砂纸打磨过的镁条、铝片、铁片、铜片的颜色和光泽.
镁、铝、铁均为有金属光泽的银白色固体,铜为有金属光泽的紫红色固体.
金属具有金属光泽,镁、铝、铁等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色.
(2)用相互刻画的方法,比较铜片和铝片的硬度.
用相互刻画的方法,比较铜片和黄铜片(或白铜片)的硬度.
铝片表面有划痕;铜片表面有划痕.
铝的硬度比铜小;铜的硬度比黄铜(或白铜)小.合金的硬度与组成它的纯金属不同.
(3)按下图分别换用不同金属片连接电路,关闭开关.
电路中灯泡亮.
金属具有导电性.
实验步骤
实验现象
实验结论
观察镁、铝、铁、铜的颜色和光泽
镁、铝、铁是银白色的,铜是紫红色的
金属都有金属光泽,大多数是银白色的
铜片
铝片
铜片
黄铜片
硬度
铜片>铝片
黄铜片>铜片
步骤和方法(文字或图示均可)
现象
结论或解释
用音乐贺卡自制测导电性笔测实验桌上金属的导电性.(如图)
有音乐声
铜丝有导电性
过程和步骤
实验现象
结论或解释
导语:(针对导入一)“真金不怕火炼”,铜的命运如何,实验探究见分晓.
(1)用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热,观察铜片表面的变化.
紫红色的铜片变黑.
铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜.
(2)A组同学在5支试管里分别放入两小块铜、铁、锌、镁、铝,再分别加入约5mL稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度.如果有气体生成,判断反应后生成了什么气体?(用燃着的小木条放在试管口检验).
B组用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象.
镁、铝、锌、铁可与稀盐酸(或稀硫酸)反应产生气泡,其中镁的反应最为剧烈,铝次之,锌反应速率适中,铁最慢.铜不与稀盐酸(或稀硫酸)发生反应,不产生气泡.
将燃着的小木条放在试管口,听到爆鸣声.
金属镁、铝、锌、铁可以与稀盐酸(或稀硫酸)反应置换出氢气,金属活动性强.铜不能与酸反应置换出氢气,活动性在此五种金属中最弱.
(3)取2支试管,各放入一小块铜片,然后分别加入少量的硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,观察现象.
加入硫酸亚铁溶液的铜片无变化,加入硝酸银溶液的铜片表面产生银白色物质,溶液由无色变为蓝色.
铁的金属活动性强于铜,铜的金属活动性强于银.
步骤和方法(文字或图示均可)
现象
结论或解释
观察铜片表面的变化.
紫红色的铜片变黑.
铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜.
步骤和方法(文字或图示均可)
现象
结论或解释
向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,分别加入相同浓度且相同量的稀盐酸(或稀硫酸),观察现象.如果有气体生成,判断生成的气体是什么?
镁条、铝片、锌粒、铁片可与稀盐酸(或稀硫酸)反应产生气泡,其中镁的反应最为剧烈,铝次之,锌反应速率适中,铁最慢.铜片不与稀盐酸(或稀硫酸)发生反应,不产生气泡.将产生的气体点燃后能听到爆鸣声.
镁、铝、锌、铁都能与酸反应生成氢气.铜不能与稀盐酸和稀硫酸反应.
实验步骤
现象
结论
将铁片放入硫酸铜的溶液中
铁片表面析出一层紫红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
铁的活动性比铜强
将铜片放入硝酸银的溶液中
铜片表面析出一层银白色固体,溶液由无色变为蓝色
铜的活动性比银强,三种金属的活动性顺序为铁>铜>银
铁
铜
镁
铝
颜色
银白色
紫红色
银白色
银白色
铜片
铝片
铜片
黄铜片
硬度
铜比铝硬
黄铜比铜硬
结论
合金与组分金属的物理性质不同,一般合金的硬度大于其组分金属的硬度
与氧气的反应
与盐酸的反应
与稀硫酸的反应
Mg
2Mg+O22MgO
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
Al
4Al+3O22Al2O3
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑
Zn
2Zn+O22ZnO
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe
3Fe+2O2Fe3O4
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
Cu
2Cu+O22CuO
不反应
不反应
现象
方程式
铜与硝酸银溶液
出现银白色固体,溶液变蓝色
Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
铁与硫酸铜溶液
出现紫红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
金属材料
镁
铝
铁
铜
颜色
银白
银白
银白
紫红
金属材料
铜片
铝片
铜片
黄铜片
硬度
铜片>铝片
黄铜片>铜片
实验步骤
实验现象
结论
金属活动性:Fe>Cu
金属
金
银
铜
铁
锌
密度(g/cm3)
19.3
10.5
8.9
7.9
7.1
实验步骤
实验现象
实验结论
向硫酸铜溶液中投入铁钉
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
实验步骤
实验现象
实验结论
向硫酸铜溶液中投入铁钉
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
镁条
铝片
铁片
铁粉
铜片
颜色
光泽
实验步骤(文字或图示均可)
现象
结论
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